Cooperación Celular en la
Respuesta Inmunitaria
Cátedra de Inmunología, Escuela de Medicina “Dr. José María Vargas” UCV
Dra. Diana Ortiz Princz
Julio 2018
• Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras.
• Activación de los linfocitos T.
• Mecanismos de amplificación.
• Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la producción de
anticuerpos.
• Cooperación entre los linfocitos T.
• Citoquinas que participan en dicha cooperación.
Cooperación Celular en la Respuesta
Inmunitaria
PAMPs
(Patrones
Moleculares
Asociados a
Patógenos)
PRRs
(Receptores de
Reconocimiento
de Patrones)
La interacción entre una célula T virgen y una célula
presentadora de antígeno (APC) es el evento iniciador
de la respuesta inmunitaria adaptativa…
Inmunidad innata y adaptativa
Receptor de Células T y Moléculas
Coestimuladoras
Receptor para Ag de los LT (TCR)
•Asociación covalente de un heterodímero α/β (95% de los LT) o γ/δ (5% participación imp. en mucosa). •Asociado de manera no covalente a una
molécula de membrana: CD3.
•Especificidad antigénica, reconoce Ag
restringidos por el MHC:
•De la célula blanco: MHC-I
•De la CPA: MHC II
TCR: unión y reconocimiento del Ag unido
a MHC.
CD3: envía señales al interior de la célula.
LT
Reconoce Ag
apropiadamente
Activa
Prolifera
Diferencia
Cumple sus funciones
efectoras
Dominio Variable
Dominio Constante
Transmembrana
Extracelular
Intracelular
(Secuencias de
Activación del
inmunoreceptor vía
Tirosina)
Receptor de Células T
ITAM Permiten la transmisión de señales de
activación en el LT desde la superficie hasta el
núcleo. Existen diferencias en la expresión de
cadenas zeta en LT activados y en reposo.
La cadena ε puede asociarse de manera no covalente tanto a la cadena γ como a la cadena δ. Por lo que asociaciones γ/ε o δ /ε pueden formar parte de complejos TCR/CD3 de 8 o 10 cadenas.
Superfamilia de las Ig α: glicoproteína ácida 40-50 kD
β: glicoproteína básica de 40-50 kD
• Organización en línea germinal de los genes del TCR.
• Al igual que con las Ig, los TCR están codificados a partir del reordenamiento de segmentos
génicos V,D, J y C.
• Existen cuatro familias multigénicas:
• α β y γ δ
• α γ poseen segmentos V, J y C
• β y δ poseen segmentos V, D, J y C
• Segmentos de la familia δ están dentro de la zona α entre V y J, el reordenamiento α deja
afuera toda la región δ : Reordenamiento génico α y δ es mutualmente excluyente en la misma
célula.
Receptor de Células T
En cuanto a la especificidad del TCR:
• α y β están implicadas en
la unión al péptido
extraño y al MHC propio.
• El mismo grupo de genes
del TCR puede
expresarse en LT
restringidas por clase I o
clase II: la capacidad de
la célula T de responder
a un Ag asociado a clase
I o clase II del MCH está
determinada
principalmente por la
expresión del CD8 o
CD4.
En cuanto a la diversidad del TCR:
TCR funcional: TCR/CD3 Mecanismos genéticos sofisticados:
• Diversidad combinatoria:
Numerosos genes variables que se
recombinan entre sí generando
gran diversidad combinatoria.
• Diversidad de unión o diversidad
de empalme entre los diferentes
segmentos a reordenarse:
Ambigüedad de unión, inserciones
génicas, deleciones.
• Combinanción de las diferentes
cadenas α/β.
La síntesis de los componentes del complejo TCR,
su ensamblaje y expresión en la superficie del LT
son fenómenos regulados y coordinados que
tienen lugar en la maduración de los LT en el timo.
CD3 y cadenas ζ fundamentales en la traducción de
señales para la activación del LT vía tirosín cinasas y
fosforilación, luego del reconocimiento del Ag.
Receptor de Células T y Moléculas
Coestimuladoras
Aproximadamente 30.000 TCRs
Co-receptores: CD4, CD8, CD2, CD45, IL-2R,
Fas/FasL, CD40L
Adhesión y
activación del LT
CD4 y CD8 definen funcionalmente a los LT :
CD4 +:función cooperadora
CD8+: función citotóxica
2-3% LT doble negativos
1% LT doble positivos
Procesamiento de Ag presentados por moléculas MHC clase I y II
Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras
CD4 • Gliocoproteína monomérica de 54 kD.
• Codificado cromosoma 12.
• Superfamilia de las Ig
Aproximadamente 55% de los linfocitos periféricos
lo expresan.
• 4 dominios extracelulares.
• 1 región transmembrana hidrofóbica.
• 1 región intracitoplasmática a la cual se encuentra
adosada la PKT (proteína tirosina cinasa) P56lck.
•También se expresa en Mφ, células gliales del SNC , mucosa intestinal y trofoblasto. • Se une a la región monomérica del MHC clase II (adhesión). • Facilita la transducción de la señal mediada por el TCR al unirse a moléculas clase II , promoviendo las respuestas funcionales posteriores de los LT restringidos por clase II. • Es el receptor del VIH.
Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras
CD8 • Glicoproteína de dos subunidades: heterodímero
(αβ) u homodímero (αα) unidas por S-S.
• Superfamilia de las Ig
• Codificado cromosoma 2.
•Puede encontrarse en forma soluble y expresarse
en células NK y subpoblaciones de células
dendríticas.
•Se expresa en aproximadamente 30% de los LT
periféricos.
• LT CD8+ TCRαβ expresan las dos formas de CD8
(αβ y αα).
•LT CD8+ TCRγδ y cel. NK expresan solo CD8 αα.
• posee región transmenbrana P56lck.
• Interactúa con regiones monomórficas de moléculas
clase I del MHC.
• Función de adhesión molecular célula-célula.
• Función transducción de señales mediadas por TCR-
CD3 tras la unión de moléculas clase I del MHC.
Receptor de Células T y Moléculas Coestimuladoras
CD28 • Homodímero de 44 kD unidas por S-S.
• Superamilia de las Ig
• Molécula homóloga CTLA-4 (Ag Asociado
a los LT Citotóxicos).
• 3 Regiones : extracelular, transmembrana,
intracitoplasmática: segmento d eunión a PI-
3K (Fosfatidil Inositol 3 Cinasa).
• CD28 se expresa en 80% TCD4 y 50%
TCD8.
•CTLA-4 se expresa en LT activados.
• Ligandos CD80 y CD86 (B7.1 y B7.2)
importantes en la activación óptima del LT
• Función en la activación de los LT.
• CD28 permite que se desencadene la
segunda señal de activación del LT , si
esto no ocurre = anergia.
CD2
• Glicopróteína monomérica de ~ 50kD superfamilia Ig. • 2 dominios extracelulares 1 cola intracitoplasmática rica en residuos prolina. • Presente en la mayoría de LT, timocitos y NK. • Codificada cromosoma 13. •Ligando: CD58 (LFA-3) y CD48. • Participa en la adhesión de los LT y ayuda al reconocimiento antigénico y la activación del LT.
CD45 • Isoformas distintas producto del corte y empalme diferencial
de tres exones, son selectivamente expresads en
subpoblaciones celulares funcionalmente diferentes.
• 200-220 kD: CD45RA se expresa en LB y LT vírgenes. •180 KD: CD45RO se expresa en LT y LB de memoria, granulocitos y Mφ. • Tres regiones: extracelular, transmembrana, intracitoplasmática. • Fundamental en la transducción de la señal de activación a través del TCR regulando la respuesta celular frente a un antígeno o mitógeno. Actividad tirosín cinasa.
IL-2R (Receptor de la IL-2)
• Heterodímero formado por las cadenas:
• α (CD25) 55 kD • β (CD122) 60 kD • ϒ (CD132) 70 kD
Solo en IL-2R
También en IL-4R, IL-7R, IL-
9R, IL-13, IL-15R, IL-21R)
• Se expresa en la mayoría de las células del SI, sobre todo
en LT activados y células NK.
Fas (CD95) y FasL (CD95L)
• Homotrímero receptor de membrana tipo I 45 kD.
• Se expresa en numerosas células del organismo:
hematopoyéticas, hepáticas, esplénicas,
pulmonares, renales.
• La región extracelular se une a a su ligando FasL.
•La región intracitoplasmática le permite
interactuar con otros componentes intracelulares,
mecanismo implicado en la apoptosis.
Fas
FasL
• Homotrímero integral de membrana, tipo II, 40
kD.
• Expresado en numerosas células: LT activados,
neutrófilos, epitelio ocular, testículos, titoides,
endotelio, glándulas salivales.
• Forma soluble: 17 kD.
• Pertenece a la familia del TNF: TNF, LTα, CD27L, CD30L, CD40L.
Interacción Fas/FasL
• Regula la acumulación, proliferación y
sobrevida de numerosas células.
• Interviene en procesos de deleción o
eliminación clonal.
• Media la citotoxicidad directa.
• Inhibe la RI.
Apoptosis
CD40L (CD154)
• Homotrímero tipo II cadenas de 32-39 kD.
• Se expresa en LT y Eos activados, basófilos,
mastocitos y células dendríticas.
• Codificada por el cromosoma X.
• Forma parte de la familia TNFR-TNF.
• Participa en la cooperación LT-LB en la
conmutación isotípica.
• Participa en la formación del centro
germinal (interacción CD40-CD40L).
• Importancia en el adecuado desarrollo de
la RI humoral.
Activación de los LT
Reconocimiento antigénico Respuestas biológicas en los LT
La activación de los LT requiere
del reconocimiento del Ag
presentado por la APC, señales
de coestimulación y citoquinas.
• Activación.
• Expansión clonal.
• Diferenciación.
• Ejecución de las funciones efectoras.
Activación de los LT
Requiere interacciones de varias moléculas coestimuladoras:
1. Unión del TCR/CD3 al Ag : primera señal de activación.
2. Unión de moléculas accesorias (CD28, CD40L ) en el timocito y
(CD19, CD21, Cd81) en el LB con sus ligandos en CPA: segunda
señal de activación o señales coestimuladoras.
Primera señal:
• Reconocimiento del Ag.
• Contacto de numerosas moléculas
en el LT y sus ligandos en la CPA.
Segunda señal:
• Interacción CD28 (LT) y CD80/CD86 (CPA).
• Además: interacción CD40/CD40L,
LFA3(CD58)/CD2, CD72/CD5, ICAM-1/LFA-1
Adhesión y coestimulación
del LT
Síntesis de IL-2 y expresión de IL-2R.
Es necesaria la formación de los señalosomas en la
membrana celular: reclutamiento del TCR-Ag y otras
moléculas señalizadoras hacia los microdominios
(compartimientos de membrana formado por
esfingolípidos.
Activación de los LT
Eventos precoces Eventos intermedios Eventos tardíos
• La fosfatasa CD45 desfosforila
y activa a P59fyn y P56lck.
• Fosforilación de ε, δ,ζ de CD3 en motivos ITAMS, cinasas Tec y Zap-70. •Unión de ζ (CD3) fosforilado a
ZAP-70 activa: PI-3, PI-4
cinasas, PLCγ1 y P21 Ras. •Genera IP3 y DAG: movilización de Ca+++ y activación de PKC. • ZAP-70 y Grb-2 favorecen la activación de MEK, JNK, ERK y Raf a través de P21 Ras.
• Ca+++ activa a una calcineurina que actúa sobre NFAT-1.
• MEK, JKN y ERK actúan
sobre los protoncogenes c-
Fos, c-Jun que forman AP-1
• PKC activa a NFκ B • NFAT-1, AP-1 y NFκB
actúan sobre los genes
codificadores de IL-2 e IL-
2R.
• Expresión en la membrana celular de MHC/HLA clase II, CD69, Fas, CD71, CD30, VLA4-6.
• Incremento en la expresión de las moléculas presentes.
Fenómenos bioquímicos y moleculares
en la activación de los linfocitos T
Eventos tempranos de traducción de señales (fosforilación,
moléculas adaptadoras).
Activación transcripcional de varios genes.
Expresión de nuevas moléculas en la superficie celular
(CD69).
Secreción de interleucinas o citotoxicidad.
Mitosis.
Regulación negativa de señales de activación.
Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la
producción de anticuerpos.
LB migra al órgano linfoide
secundario y establece la
cooperación LT-LB en la periferia de
la zona T dependiente:
• Interacción LT-LB desencadena
señales que incrementa la expresión
de señales e inducen la expresión de
otras.
• Interacción de moléculas que
generan señales coestimuladoras.
•CD28 de LT interactúa con
CD80/CD86 de LB.
• Esta célula activa expresa CD40L y
comienza la síntesis de citoquinas.
• Señales de proliferación:
conmutación isotípica en LB,
formación del centro germinal del
folículo linfoide secundario y
generación de LB de memoria.
Cooperación entre linfocitos B y linfocitos T en la
producción de anticuerpos.
Expansión clonal y producción
de Ac diferente a la IgM
primaria.
LB bajo influencia decitoquinas
producidas por LT activado
secreta isotipo Ig dependiendo
de la naturaleza del Ag y el
perfil de citoquinas:
Alérgeno o helminto: IL-4, IL-3,
IL-5, IL-9, IL-10, producción
IgG4, IgE
Alérgeno intracelular (virus,
hongos, bacterias): IL-1, IFNg,
IL-12, TNF, IL-17.
RI mucosas: TGFβ: IgA
• Inducción de apoptosis: interacción Fas/FasL
• Elevada producción de NO: inhibición de la
proliferación de linfocitos.
• IL-2 inhibe proliferación por retroalimentación
negativa.
• IL-4 e IL-5 bloquean respuesta TH1.
• IFNg e IL-12 bloquean la respuesta TH2.
• Linfocitos TDC8+ producen citolisis de CPA.
• IL-10 y TGFb tienen efectos supresores.
Citoquinas
Signal 1 is the antigen-specific signal that is mediated through T-cell receptor (TCR) triggering by MHC class-II-associated peptides processed from
pathogens after internalization through specialized pattern recognition receptors (PRRs). Signal 2 is the co-stimulatory signal, mainly mediated by
triggering of CD28 by CD80 and CD86 that are expressed by dendritic cells (DCs) after ligation of PRRs, such as Toll-like receptors (TLRs) that are
specialized to sense infection through recognition of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) or inflammatory tissue factors (TFs). Signal 3 is
the polarizing signal that is mediated by various soluble or membrane-bound factors, such as interleukin-12 (IL-12) and CC-chemokine ligand 2
(CCL2), that promote the development of TH1 or TH2 cells, respectively. The nature of signal 3 depends on the activation of particular PRRs by
PAMPs or TFs. Type 1 and type 2 PAMPs and TFs can be defined as those that selectively prime DCs for the production of high levels of TH1-cell-
polarizing or TH2-cell-polarizing factors. Whereas, the profile of T-cell-polarizing factors is primed by recognition of PAMPs, optimal expression of
this profile often requires feedback stimulation by CD40 ligand (CD40L) expressed by T cells after activation by signals 1 and 2. IFN-, interferon-;
TNF-, tumour-necrosis factor-
Algunos links de interés de videos relacionados con el tema:
https://www.youtube.com/watch?v=rFn33FeXfEk&t=396s
https://www.youtube.com/watch?v=jcdCDYtdBB4&t=12s
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